生态学※动物行为学
觅食行为 生殖行为
鸟类
战斗行为
鹰鸽博弈 战斗预期
生殖合作 动物社群生活 捕食者与猎物
军备竞赛
利他行为 社会行为 信号与通讯 动物行为的生理基础
神经调节 体液调节
生境选择 领域行为
种群(population)
空间特征、数量特征、遗传特征 物种存在的基本单位; 物种进化的基本单位; 群落组成的基本单位;
动物对水的适应:
鱼类的渗透压调节:
淡水鱼:
体内高渗、体外低渗; 大量排低渗尿,维持水平衡。
海洋硬骨鱼:
体内低渗、体外高渗; 吞海水,补充水;少排尿,节约水;多余盐,从 鳃排。
海洋软骨鱼:
内外等渗;靠尿素等特殊物质维持体内高渗。
广盐性洄游鱼类:淡水硬骨鱼+海洋硬骨鱼
生态因子:
能量因子:光、温度; 物质因子:水、O2、CO2、土壤、火……
生物地理群落 组成与结构 生态金字塔(锥体)
能量锥体; 生物量锥体; 数量锥体。
生态效率
同化、生产、消费、 林德曼效率
富集(生物积累、生物放大)
反馈(feedback)
负反馈 (negative feedback) 保持稳定 正反馈 (positive feedback) 偏离加剧
生物量≠生产量
种群平衡; 种群衰落、灭亡:
最小可存活种群
种群调节(略) 集合种群
生境斑块; 局域种群的集合; 保护生物学意义。
收获理论:
最大可持续产量(MSY) 配额限制; 努力限制。
基因、基因库、基 因频率、哈代-魏伯 格定律、地理变异 、渐变群…(略) 适合度(fitness)
以基因型个体的平 均生殖力乘以存活 率 W=ml
生态系统的物质循环
全球生物地球化学循环
水循环、气体型循环、沉积型循环
全球水循环 全球碳循环:
源(释放CO2)、汇(吸收CO2)
全球氮循环 全球磷循环:不完全循环、海洋沉积 全球硫循环……
水热条件决定植被分布; 植被分布的水平地带性:
纬向地带性:
太阳辐射-气候带-地带性
经向地带性:
土壤、水陆分布等
捕食:
典型捕食; 食草;
合理放牧
寄生;
微寄生物(生长繁殖) 大寄生物(生长,不繁殖) 巢(窝)寄生
协同进化(军备竞赛)
群落的特征:
具有一定的外貌; 具有一定的种类组 成; 群落中各物种之间 是相互联系的 ; 群落具有自己的内 部环境 ; 具有一定的结构 ; 具有一定的动态特 征; 具有一定的分布范围; 具有边界特征 :
K-因子分析;
种群存活曲线:
种群增长率r; 内禀增长率rm; 种群增长模型: 与密度无关:
离散型:
昆虫、一年生植物
连续型:
与密度有关:
逻辑斯谛方程 (logistic equation) K环境容纳:
害虫、水华、赤潮
生态入侵
(ecological invasion) 迁移、定居、繁殖
耐受上限和耐受下限之间的范围 其中包括最适区
环境:
能量环境:光、温度; 物质环境:水、大气、土壤等。
光:
植物光周期现象:长、短、中日照、日 中性等 动物光周期现象:昆虫滞育、鸟兽换毛 (羽)、鸟(鱼)类迁徙等
温度:
内、外、常(恒)、变温,冷、热血动物 发育阈温度(生物学零度):外温动物 有效积温法则:K=N(T-C)日度
种内关系:
领域性; 社会等级; 他感作用(异株克生)
争议……
种间关系:
共生(略) 竞争:
生态位(niche): 物种在生物群落或 生态系统中占据的 地位和角色 基础生态位、实际 生态位
竞争释放:在缺乏竞 争者时,物种扩张其 实际生态位的现象 竞争排斥原理:生态 位相似则不共存;共 存则生态位分化
生物量:
某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物 质,单位是克干重/m2或J/m2。
生产量:
单位时间单位面积上的有机物质生产量。
地球上净初级生产力的分布
初级生产量的限制因素 陆地生态系统:
光、CO2、H2O、营养物质 温度-光合效率 捕食-光合效率 水-限制因子(一般)
水域生态系统
海洋:光 淡水:营养物质(P)、光、捕食
过渡带-群落交错区 (ecotone)-边缘效应
群落中各物种不具有同 等的群落学重要性
优势种、建群种、亚优 势种、伴生种、偶见种 (罕见种)
种类组成的调查
最小面积法
组成群落的种类越丰富,其最小面积越大 西双版纳热带雨林2500M2 北方针叶林为400 M2 落叶阔叶林为100 M2 草原灌丛为25-100 M2 草原为1-4 M2
进展演替 逆行演替
过程理论模型(略) 群落的分类与排序
分类(离散)
分类单位:[中国] 植被型组(10) 植被型(29) 群系(560多个) 群丛(基本)
演替顶级学说
单元顶级论
气候顶级:一个气候 区一个顶级预期
多元顶级论
多种顶级
顶级-格局假说
多种顶级连续变化 优势顶级:气候
排序(连续)
直接梯度分析 间接梯度分析
K(有效积温)、N(发育历时)、T(环境平均 温度)、C(发育阈温度)。
生物对极端温度的适应
生物对低温的适应:
植物对低温的适应(略) 动物对低温的适应:
形态适应: 贝格曼规律(Bergmann`s rule); 阿伦规律(Allen`s rule); 毛、皮下脂肪……
动物对低温的适应:
形态适应: 生理适应:
环境
生 物
生物
人类 社会
一、生物与环境
六、群落生态学
二、生理生态学
三、行为生态学 四、种群生态学
七、生态系统生态学
八、景观生态学 九、分子生态学
五、种群遗传学
十、应用生态学
环境(environment)
大环境(macroenvironment )
地区、地球、宇宙……
小环境(microenvironment)
边缘效应(edge effect)
群落交错区内种的数目及一些种的密度增大的趋势
生态过渡带
生态系统中,两种或两种以上物质体系、能量体系 、结构体系、功能体系间形成的界面,及围绕该界 面向外延伸的过渡带。 多样性高;抗干扰能力弱,难于恢复;环境变化快
影响群落结构因素
同资源种团
生态位接近
空间异质性 岛屿效应:
分布 优势乔木 世界雨林分布最北缘 附生植物少 龙脑香科不如东南亚典型 雨林多 小型叶比例较大 有一定的季节变化
草原
我国是欧亚草原的 一部分; 我国草原类型:
草甸草原 典型草原 荒漠草原 高寒草原
荒漠
超旱生半乔木、半灌 木、小半灌木和灌木 占优势的稀疏植被 植物具有明显的旱生 结构 消费者:爬行类、啮 齿类、鸟类、蝗虫等 初级生产力非常低物 质循环速率很低
增加产热: 逆流热交换机制:冰上鸟类等; 异温性:
空间(局部) 时间(日、季节性):冬眠、夏眠
特殊动力作用
冬眠:
异温动物:产生冬眠的内温动物; 适应性低体温 植物休眠 动物冷适应指标:
热中性区宽; 下临界点低; 下临界点下直线斜率小。
动物对低温的适应:
形态适应; 生理适应; 行为适应:
迁徙、集群、穴居、冬眠等……
栖息地 生态学更重视小环境
生态因子(ecological factor)
分类(略)
特征:
综合作用、主导因子作用(非等价)、 阶段性作用(限制性)、直接和间接作 用(略) 不可替代性和补偿作用;
光合作用:光照缺乏、CO2补偿; 软体动物:缺钙、用锶补偿等。
利比希最小因子定律 (Liebig`s ‘law of minimum’)
原生裸地 次生裸地 原生演替 次生演替
群落形成条件
迁移-定居-竞争
演替的类型(略)
水生演替系列
自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 直立水生阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段
旱生演替系列
地衣植物群落阶段 苔藓植物阶段 草本植物群落阶段 灌木群落阶段 乔木群落阶段
植物长满裸地
湖泊填平
演替方向
种类组成的性质分析
优势种(dominant species) 建群种(constructive species)
单建群种群落(单优种群落) 共建群种群落(共优种群落)
亚优势种(subdominant species) 伴生种(companion species) 偶见种(罕见种)(rare species)
空间变化规律:
随纬度增高降低 随海拔升高降低 随深度增加降低
群落的结构:
生活型、层片(略) 群落的垂直结构:
成层性 竞争与选择的结果
群落的水平结构:
镶嵌性 生态因子分布不均匀,形成小群落
群落的时间结构:
季相
群落交错区(ecotone)
生态交错区或生态过渡带 两个或多个群落间(或生态地带间) 的过渡区域
地带性植被
充分反映当地气候特点
夏绿阔叶林-温带海洋性气候 常绿阔叶林-亚热带气候 热带雨林-热带高温高湿气候
植被的垂直地带性:
垂直地带性是水平地带性的浓缩; 水平地带性决定垂直地带性
淡水生态系统(略) 海洋生态系统:
潮间带(或沿岸区)
海陆群落交错区 干扰
浅海带-半深海带-深海带-大洋带
陆地主要生态系统类型
种类组成的数量特征
多度(abundance)
估计 德鲁提(Drude)七级制多度
密度(density)
实测
盖度(Coverage) 频度(frequency)
物种多样性:
丰富度、均匀度 辛普森多样性指数 (Simpson’s diversity index) 无限大小的群落中,随机抽取 两个个体,它们属于不同物种 的概率 香农-威纳指数 (Shannon-Weiner index) 描述种的个体出现的紊乱和不 确定性